基于虚拟现实技术的汽车性能试验系统的设计与开发

下面以车辆的操纵稳定性闭环试验中的单移线试验为例进行说明，利用ADAMS/Car,作者建立了某汽车的数字化模型,并根据单移线试验方法（如轨迹、速度等）设计了控制文件，在车辆动力学仿真过程中，该文件控制车辆使其沿着规定的路线行驶，然后从仿真分析结果中提取操纵稳定性的主要特征参数（如方向盘转角、横摆角速度，侧倾角和侧向加速度等）的数据，配合单移线试验的场景来动态观察车辆本身以及参数的变化。为使用户精确的知道汽车运动过程中的具体参数变化，增加了虚拟仪表的功能，利用虚拟仪表来配合虚拟场景，动态显示汽车在仿真过程中各个参数的变化。为更加逼真的实现场景的沉浸感，开发了双视口的立体场景显示效果，通过AGC--ViewerG立体观测系统，可沉浸在虚拟的试验场景中，感觉、体验试验过程。图2为动力学仿真分析结果（速度为 100km/h），图3为虚拟单移线试验过程中的仿真场景与虚拟仪表变化。

(a) 侧偏位移变化

(b)方向盘转角、横摆角速度、侧向加速度的变化

图2 单移线试验主要参数的变化轨迹

图3 虚拟单移线试验过程中的仿真场景与虚拟仪表变化

4、小结

随着虚拟样机以及虚拟现实技术在汽车行业的应用与发展，在汽车的设计与试验研究方面取的了很大的发展。采用多体系统动力学分析软件获取车辆性能参数，虚拟实现车辆性能的试验系统，可完全实现 “室内虚拟试验”，是未来虚拟样机系统的扩展，通过连接一些控制设备，与虚拟场景相结合，可使用户感觉到汽车的振动、侧偏、侧倾等运动，可以把人的主观感受加入到评价车辆性能中来，具有很强的实际意义。随着计算机、图像技术、传感器等技术的发展，汽车虚拟试验技术具有良好的发展前景。

参考文献

[1] 汪成为,高文,王行仁.灵境(虚拟现实)技术的理论、实现及应用.北京:清华大学出版社,1996.

[2] 杨宝民,朱一宁编著.分布式虚拟现实技术及其应用.北京:科学出版社,2000.

[3] 王树凤，余群，车辆虚拟试验系统的实现 ，农业机械学报，2002，33（3），4-7.

[4] 熊坚,曾纪国,宋健，汽车操纵稳定性虚拟仿真的研究.汽车工程,2002,24(5):430-433.